本發(fā)明涉及防火的、尤其是用于電驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)交通工具的電化學(xué)存儲(chǔ)系統(tǒng)的防火的。
背景技術(shù)：
1、完全或部分電驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)交通工具包括電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元。電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元可以是電池電芯、例如可再充電的鋰離子電池電芯。
2、當(dāng)電池電芯發(fā)生故障時(shí)，具有高的顆粒負(fù)載的熱氣體可能從發(fā)生故障的電池電芯中逸出。在此處可能會(huì)出現(xiàn)非常高的溫度。其可以例如高達(dá)約1400℃。電池電芯的這種故障也被稱為熱失控(英語(yǔ)為thermal?runaway，德語(yǔ)為thermisches?durchgehen)。
3、在電池電芯熱失控時(shí)，重要的是防止擴(kuò)散到相鄰的電池電芯并且保護(hù)機(jī)動(dòng)交通工具的其他組成部分、尤其是乘客艙免受所釋放的熱和釋放的氣體的影響。這不僅適用于鋰離子電池電芯，也適用于所有能夠存儲(chǔ)具有高能量密度的能量的電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于，提供一種能量存儲(chǔ)裝置和/或一種機(jī)動(dòng)交通工具以及一種適用于此的部件，借此在電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的熱失控的情況下，可以以較低的成本(例如以單級(jí)工藝制成的部件)可靠地確?；蚋倪M(jìn)人、例如機(jī)動(dòng)交通工具乘員的安全。尤其地，通過(guò)能量存儲(chǔ)裝置和/或機(jī)動(dòng)交通工具以及適用于此的部件可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)較好的電磁兼容性和/或在具有良好的機(jī)械性能的情況下的低的重量和/或良好的再循環(huán)可能性。
2、該目的通過(guò)根據(jù)與此相關(guān)的技術(shù)方案的根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)元件得以實(shí)現(xiàn)。
3、保護(hù)元件是用于電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的保護(hù)元件。電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元例如可以是電池電芯。電池電芯尤其可以是可再充電的鋰離子電池電芯。
4、電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元可以具有任意形狀。其尤其可以是柱形的、棱柱形的或袋形的。尤其地，電池電芯可以是柱形的電池電芯、棱柱形的電池電芯或袋形的電池電芯(所謂的袋式電芯)。
5、保護(hù)元件包括保護(hù)層。保護(hù)層例如可以是熱氣體顆粒流-磨損保護(hù)層。熱氣體顆粒流磨損保護(hù)層尤其可以是如下保護(hù)層，其提供針對(duì)由熱氣體運(yùn)送的顆粒流的磨損保護(hù)。該保護(hù)層尤其可以提供針對(duì)由熱氣體攜帶的顆粒流的磨損保護(hù)，其在電池電芯的熱失控時(shí)從電池電芯中逸出。
6、保護(hù)層包括保護(hù)材料。保護(hù)材料例如可以是熱氣體顆粒流-磨損保護(hù)材料。
7、熱氣體顆粒流-磨損保護(hù)材料尤其可以是如下保護(hù)材料，其提供針對(duì)由熱氣體運(yùn)送的顆粒流的磨損保護(hù)。該保護(hù)材料尤其可以提供針對(duì)由熱氣體攜帶的顆粒流的磨損保護(hù)，其在電池電芯的熱失控時(shí)從電池電芯中逸出。
8、可以有利的是，保護(hù)材料包含保護(hù)纖維。保護(hù)纖維尤其可以是耐受熱氣體顆粒流的保護(hù)纖維。
9、保護(hù)纖維優(yōu)選地是高溫穩(wěn)定的。高溫穩(wěn)定的保護(hù)纖維優(yōu)選地在玻璃纖維的熔化溫度下是耐受的，該熔化溫度例如可以為1150℃。
10、可以有利的是，高溫穩(wěn)定的保護(hù)纖維在玻璃纖維的熔化溫度下是耐受的，該熔化溫度例如可以是1200℃。
11、可以進(jìn)一步有利的是，高溫穩(wěn)定的保護(hù)纖維在玻璃纖維的熔化溫度下是耐受的，該熔化溫度例如可以是1230℃。
12、可以特別有利的是，高溫穩(wěn)定的保護(hù)纖維在玻璃纖維的熔化溫度下是耐受的，該熔化溫度例如可以是1275℃。
13、可以非常特別有利的是，高溫穩(wěn)定的保護(hù)纖維在玻璃纖維的熔化溫度下是耐受的，該熔化溫度例如可以是1310℃。
14、可以極其有利的是，高溫穩(wěn)定的保護(hù)纖維在玻璃纖維的熔化溫度下是耐受的，該熔化溫度例如可以是1340℃。
15、例如可能的是，高溫穩(wěn)定的保護(hù)纖維在玻璃纖維的熔化溫度下是耐受的，該熔化溫度例如可以是1400℃。
16、因此，在此處相應(yīng)地僅為了進(jìn)行說(shuō)明而參考玻璃纖維的熔化溫度，其根據(jù)其玻璃組成成分可以是不同的，因?yàn)椴ＡЮw維是廣泛使用的增強(qiáng)材料，其例如可以添加有塑料。已知的是，玻璃纖維增強(qiáng)的塑料(所謂的gfk)是廣泛使用的。
17、高溫穩(wěn)定的保護(hù)纖維優(yōu)選地在1150℃下、有利地在1200℃下、進(jìn)一步有利地在1230℃下、特別有利地在1275℃下、非常特別有利地在1310℃下、極其有利地在1340℃下、例如在1400℃下是耐受的。
18、耐受的在此處尤其可以是指耐火的。本文所述的耐熱性尤其可以是耐火性。
19、高溫穩(wěn)定的保護(hù)纖維在此處提到的溫度中的一者下是否是耐受的，可以通過(guò)將由高溫穩(wěn)定的保護(hù)纖維制成的織物(gewebe)放置在火焰中以在織物的表面處調(diào)節(jié)成相應(yīng)溫度的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)試。尤其當(dāng)織物在相應(yīng)的表面溫度下承受火焰的持續(xù)時(shí)間為至少40秒、尤其是至少60秒時(shí)，可以認(rèn)為高溫穩(wěn)定的保護(hù)纖維在相應(yīng)的溫度下是耐受的。該持續(xù)時(shí)間在本發(fā)明的范圍內(nèi)是決定性的，因?yàn)樵陔娀瘜W(xué)能量存儲(chǔ)單元熱失控時(shí)，釋放的熱的絕大多部分是在非常短的時(shí)間內(nèi)被釋放的。因此可以假設(shè)，可以承受持續(xù)時(shí)間為40秒、優(yōu)選地60秒的熱暴露的保護(hù)纖維也可以承受伴隨熱失控的熱暴露。
20、保護(hù)纖維有利地可以選自礦物纖維、碳纖維和芳族聚酰胺纖維。
21、可以特別有利的是，保護(hù)纖維選自礦物纖維和碳纖維。
22、許多不同的礦物纖維是高溫穩(wěn)定的。
23、礦物纖維可以選自：
24、-由玻璃構(gòu)成的纖維，
25、-由石頭構(gòu)成的纖維，
26、-由礦渣構(gòu)成的纖維，
27、-硅酸纖維，
28、-纖維形的單晶體，以及
29、-陶瓷纖維。
30、由石頭構(gòu)成的纖維是礦物棉技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。
31、由礦渣構(gòu)成的纖維可以作為礦石冶煉的副產(chǎn)品獲得。在冶金學(xué)中，術(shù)語(yǔ)“礦渣”公知地是指玻璃態(tài)或結(jié)晶態(tài)凝固的非金屬的伴隨相。
32、硅酸纖維也是技術(shù)人員已知的。其可以通過(guò)e玻璃的純化獲得。
33、纖維形的單晶體也被稱為晶須或毛晶。其例如可以是具有幾微米的直徑和高達(dá)幾百微米至幾毫米的長(zhǎng)度的針形的單晶體。
34、所有不是由玻璃熔體生產(chǎn)的氧化的或非氧化的非結(jié)晶的或多晶的非金屬無(wú)機(jī)纖維都被稱為陶瓷纖維。其例如可以包含氧化鋁、石英砂、氧化硼和氧化鋯。
35、可以特別有利的是，礦物纖維選自
36、-由以下玻璃中的至少一者構(gòu)成的纖維：
37、-s玻璃，
38、-r玻璃，
39、-c玻璃，
40、-ecr玻璃，
41、-ar玻璃，以及
42、-q玻璃
43、和
44、-玄武巖纖維。
45、術(shù)語(yǔ)s玻璃、r玻璃、c玻璃、ecr玻璃、ar玻璃和q玻璃是技術(shù)人員已知的。s玻璃尤其可以是具有氧化鎂的添加物的硅酸鋁玻璃。已知s玻璃即使在高的溫度下也能滿足高的機(jī)械要求。r玻璃尤其可以是具有氧化鈣和氧化鎂的添加物的硅酸鋁玻璃。也已知r玻璃即使在高的溫度下也能滿足高的機(jī)械要求。c玻璃尤其可以包含三氧化硼。c玻璃以其提高的化學(xué)耐受性而聞名。q玻璃尤其是石英玻璃。q玻璃尤其適用于在高達(dá)1450℃的高的溫度下的應(yīng)用。
46、可以特別有利的是，保護(hù)纖維選自再循環(huán)的碳纖維。
47、再循環(huán)的碳纖維可以有利地來(lái)自切碎和/或解纖的非編織纖維層(gelege)殘余物、織物殘余物或編織物殘余物，切碎和/或解纖的線廢料、粗紗殘余物、來(lái)自非編織纖維層制品的邊緣修整物或殘余線軸材料，切碎和/或解纖和/或熱預(yù)處理或用溶劑預(yù)處理的預(yù)浸料廢料，或切碎和/或解纖且熱處理或用溶劑處理的含樹脂廢料，硬質(zhì)cfk零件，和舊構(gòu)件。
48、當(dāng)保護(hù)纖維選自碳纖維時(shí)，由此尤其還可以在電磁兼容性(emv)方面得到優(yōu)點(diǎn)。emv是指電氣或電子設(shè)備與其周圍環(huán)境之間的無(wú)干擾性。越來(lái)越多的經(jīng)由電磁波進(jìn)行通信的裝置被集成到現(xiàn)代機(jī)動(dòng)交通工具中。確保emv由此成為了越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。試驗(yàn)表明，通過(guò)使用碳纖維作為保護(hù)纖維，可以改進(jìn)在10mhz之上的范圍內(nèi)的電磁兼容性。
49、可以有利的是，保護(hù)纖維中的至少一部分不到達(dá)保護(hù)元件的至少一個(gè)表面。這尤其適用于如下情況，即保護(hù)纖維是導(dǎo)電的，例如保護(hù)纖維是碳纖維。有利地，保護(hù)纖維可以在表面處被隔絕區(qū)覆蓋。
50、隔絕區(qū)尤其可以保護(hù)免于接觸氧氣和可能由于碳纖維的導(dǎo)電性而存在的電弧效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。
51、隔絕區(qū)可以例如由纖維保護(hù)基質(zhì)的一部分形成，保護(hù)纖維(其例如是碳纖維)的至少一部分被接納在其中。
52、然而，通過(guò)使用上述礦物纖維和/或碳纖維作為保護(hù)纖維也開辟了特別高效的單級(jí)制造保護(hù)元件的可能性。這些纖維例如可以直接作為纖維增強(qiáng)件被引入塑料熔體中，并且由此可以直接制造纖維增強(qiáng)的保護(hù)元件。根據(jù)本發(fā)明的這些和其他保護(hù)元件也可以以低成本再循環(huán)。
53、保護(hù)元件優(yōu)選地除了保護(hù)纖維還可以包含其他的纖維。
54、其他的纖維的耐熱性優(yōu)選地可以低于保護(hù)纖維的耐熱性。
55、其他的纖維的耐熱性優(yōu)選地可以比保護(hù)纖維的耐熱性低至少50k、進(jìn)一步優(yōu)選地至少110k、例如至少180k。
56、然而也可以有利的是，其他的纖維也具有一定的耐熱性。
57、因此，其他的纖維的耐熱性可以比保護(hù)纖維的耐熱性低至多1200k、優(yōu)選地至多850k、尤其是至多550k。
58、尤其可以有利的是，其他的纖維是玻璃纖維。
59、其他的纖維中的至少一部分可以由e玻璃和/或ecr玻璃構(gòu)成。其他的纖維可以有利地由e玻璃構(gòu)成。e玻璃纖維被認(rèn)為是用于一般的塑料增強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)纖維。
60、保護(hù)纖維與其他的纖維的質(zhì)量比可以在寬的范圍內(nèi)變化。其例如可以在50：1至1：50的范圍內(nèi)、尤其在10：1至1：10的范圍內(nèi)、優(yōu)選地在5：1至1：5的范圍內(nèi)、例如在3：1至1：3的范圍內(nèi)。
61、可以有利的是，保護(hù)層是纖維層。
62、下述層在本文中優(yōu)選地被稱為纖維層，即纖維在該層中構(gòu)成連貫的扁平的纖維構(gòu)成物。
63、纖維層可以優(yōu)選地包含保護(hù)材料中所包含的保護(hù)纖維。
64、纖維層可以優(yōu)選地包含保護(hù)材料中所包含的保護(hù)纖維的一部分。
65、纖維層可以包括其他的纖維。
66、纖維層可以包括其他的纖維的一部分。
67、保護(hù)元件除了保護(hù)層(其例如可以是纖維層)還可以包括其他的纖維層。其他的纖維層可以優(yōu)選地包括其他的纖維的至少一部分。
68、保護(hù)層、例如纖維層可以優(yōu)選地包括規(guī)則的扁平的纖維構(gòu)成物或不規(guī)則的扁平的纖維構(gòu)成物。
69、扁平的纖維構(gòu)成物可以優(yōu)選地包含保護(hù)材料中所包含的保護(hù)纖維、例如耐受熱氣體顆粒流的保護(hù)纖維。
70、扁平的纖維構(gòu)成物可以優(yōu)選地包含保護(hù)材料中包含的保護(hù)纖維、例如耐受熱氣體顆粒流的保護(hù)纖維的一部分。
71、在規(guī)則的扁平的纖維構(gòu)成物中布置有在其中包含的纖維的至少一部分。非編織纖維層、織物和針織物是規(guī)則的扁平的纖維構(gòu)成物的示例。
72、墊(matte)和無(wú)紡布是不規(guī)則的扁平的纖維構(gòu)成物的示例。
73、可以有利的是，保護(hù)層例如包括纖維層、非編織纖維層、織物、針織物、墊或無(wú)紡布。
74、非編織纖維層、織物、針織物、墊或無(wú)紡布可以優(yōu)選地包含保護(hù)材料中包含的保護(hù)纖維、例如耐受熱氣體顆粒流的保護(hù)纖維。
75、非編織纖維層、織物、針織物、墊或無(wú)紡布可以優(yōu)選地包含保護(hù)材料中包含的保護(hù)纖維的一部分。
76、可以特別有利的是，在保護(hù)層中保護(hù)材料的至少一部分嵌入塑料中。有利地，在保護(hù)層中保護(hù)纖維中的至少一部分可以嵌入塑料中。
77、塑料可以優(yōu)選地是熱塑性塑料。可以特別有利的是，在保護(hù)層中保護(hù)纖維的至少一部分嵌入熱塑性塑料中。
78、可以特別有利的是，保護(hù)元件或保護(hù)層可以在加熱狀態(tài)下被改型(umformbar)。
79、因此，保護(hù)元件例如可以在加熱狀態(tài)下被改型。加熱狀態(tài)尤其是指如下狀態(tài)，在該狀態(tài)下熱塑性塑料可以改型。
80、保護(hù)元件可以優(yōu)選地包括膨脹區(qū)?？梢蕴貏e優(yōu)選的是，保護(hù)層包括膨脹區(qū)。
81、保護(hù)元件可以在膨脹區(qū)中是可膨脹的，其中保護(hù)元件優(yōu)選地可以在膨脹區(qū)中是可通過(guò)熱作用膨脹的。
82、保護(hù)層可以在膨脹區(qū)中是可膨脹的，其中保護(hù)層優(yōu)選地可以在膨脹區(qū)中是可通過(guò)熱作用膨脹的。
83、說(shuō)明“可膨脹的”在本文優(yōu)選地涉及在保護(hù)元件的厚度方向上的可膨脹性。
84、厚度方向以與保護(hù)層的中心平面正交的方式延伸。
85、因此，在膨脹區(qū)中，保護(hù)元件尤其可以在保護(hù)元件的厚度方向上是可膨脹的，其中保護(hù)元件可以優(yōu)選地通過(guò)熱作用在厚度方向上是可膨脹的。
86、保護(hù)層可以在膨脹區(qū)中在保護(hù)元件的厚度方向上是可膨脹的，其中保護(hù)層可以優(yōu)選地通過(guò)熱作用在厚度方向上膨脹。
87、熱作用尤其是指在熱失控時(shí)從電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元中逸出的熱氣體流的影響。在本文中也簡(jiǎn)略地以術(shù)語(yǔ)“厚度方向”來(lái)指代保護(hù)元件的厚度方向。
88、可以特別有利的是，保護(hù)元件、優(yōu)選地保護(hù)層在膨脹區(qū)中被保持為在厚度方向上被壓縮的狀態(tài)。優(yōu)選地可以通過(guò)熱敏材料來(lái)維持被壓縮的狀態(tài)。這可以是特別有利的，因?yàn)楸Ｗo(hù)元件、優(yōu)選地保護(hù)層在厚度方向上的膨脹可以通過(guò)施加到熱敏材料上的熱作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。
89、如果保護(hù)層包括無(wú)紡布，則可以特別有利的是，保護(hù)層在膨脹區(qū)中被保持為在厚度方向上被壓縮的狀態(tài)。
90、如果保護(hù)層包括無(wú)紡布，則被壓縮的狀態(tài)、例如在厚度方向上被壓縮的狀態(tài)可以優(yōu)選地通過(guò)如下方式得以維持，即在被壓縮的狀態(tài)下熱敏材料將無(wú)紡布的纖維區(qū)段彼此連接。當(dāng)熱敏材料將無(wú)紡布的纖維區(qū)段彼此連接時(shí)，熱敏材料可以優(yōu)選地是顆粒形的。
91、如果保護(hù)層包括無(wú)紡布，則被壓縮的狀態(tài)、例如在厚度方向上被壓縮的狀態(tài)替選地或附加地優(yōu)選地通過(guò)如下方式得以維持，即熱敏材料沿厚度方向被引導(dǎo)穿過(guò)無(wú)紡布。
92、熱敏材料可以沿厚度方向例如被上下引導(dǎo)穿過(guò)無(wú)紡布。
93、熱敏材料可以例如以如下方式沿厚度方向被引導(dǎo)穿過(guò)無(wú)紡布，即熱敏材料的區(qū)段在無(wú)紡布的表面上延伸。熱敏材料的在無(wú)紡布的表面上延伸的區(qū)段可以通過(guò)熱敏材料的至少一個(gè)其他的區(qū)段連接，其中至少一個(gè)其他的區(qū)段可以從無(wú)紡布的一個(gè)表面延伸到無(wú)紡布的另一個(gè)表面。
94、當(dāng)熱敏材料被引導(dǎo)、例如沿厚度方向被上下引導(dǎo)穿過(guò)無(wú)紡布時(shí)，熱敏材料可以優(yōu)選地以長(zhǎng)形的元件的形式、例如熱敏的線元件的形式存在。長(zhǎng)形的元件的長(zhǎng)度優(yōu)選地為在厚度方向上被壓縮的無(wú)紡布的厚度的倍數(shù)。
95、以長(zhǎng)形的元件的形式存在的熱敏材料可以沿厚度方向被交替地上下引導(dǎo)穿過(guò)無(wú)紡布，其中長(zhǎng)形的元件的區(qū)段優(yōu)選地可以在無(wú)紡布的表面上延伸。
96、熱敏材料的在無(wú)紡布的表面上延伸的區(qū)段可以是長(zhǎng)形的元件的區(qū)段。
97、這是有利的，因?yàn)樵陂L(zhǎng)形的元件處施加的拉伸應(yīng)力使得無(wú)紡布的兩個(gè)表面朝向彼此移動(dòng)，其中無(wú)紡布呈現(xiàn)在厚度方向上被壓縮的狀態(tài)。
98、可以特別容易地在具有顆粒形的熱敏材料的無(wú)紡布的被壓縮的狀態(tài)下通過(guò)如下方式建立纖維區(qū)段之間的連接，即熱敏材料的顆粒被施用到無(wú)紡布上，例如可以通過(guò)搖動(dòng)被運(yùn)送到無(wú)紡布中，并且無(wú)紡布接下來(lái)被壓縮。在壓縮時(shí)可以供應(yīng)熱，使得熱敏材料將纖維區(qū)段連接在一起、例如膠合在一起。
99、替選地或附加地，保護(hù)元件在膨脹區(qū)中可以包含在熱作用下可膨脹的膨脹材料。在此，保護(hù)元件在厚度方向上的膨脹可以通過(guò)施加到可膨脹的膨脹材料上的熱作用得以實(shí)現(xiàn)?？梢钥紤]，保護(hù)層在膨脹區(qū)中包含在熱作用下可膨脹的膨脹材料。
100、可以有利的是，在熱作用下可膨脹的膨脹材料布置在保護(hù)層和其他的層之間，該其他的層可以包含例如本文所述的其他的纖維。
101、原則上，許多材料可以被認(rèn)為是在熱作用下可膨脹的膨脹材料。
102、可以有利的是，可膨脹的膨脹材料包括被包封的膨脹劑(treibmittel)或由被包封的膨脹劑構(gòu)成。
103、可以特別有利的是，保護(hù)元件包括熱分布元件。熱分布元件可以優(yōu)選地是扁平的熱分布元件。扁平的熱分布元件例如可以是平行于保護(hù)層取向的扁平的熱分布元件。
104、可以特別有利的是，熱分布元件是金屬層和/或碳層?？梢蕴貏e有利的是，熱分布元件包含金屬層和/或碳層。
105、熱分布元件例如可以包括布置在多個(gè)金屬層之間的碳層。熱分布元件例如可以包括布置在多個(gè)碳層之間的金屬層。這種類型的層結(jié)構(gòu)是技術(shù)人員已知的。
106、金屬層例如可以是鋁層、銅層或鋼層。金屬層例如可以是板材層。
107、碳層例如可以包含在厚度方向上部分被壓縮的石墨膨脹材料(graphitexpandat)。石墨膨脹材料又已知為膨脹石墨碳層可以例如是石墨箔或包含石墨箔。
108、扁平的熱分布元件在熱分布元件的扁平面上的比導(dǎo)熱率(spezifische)優(yōu)選地大于在厚度方向上的比導(dǎo)熱率。
109、在此，熱分布元件優(yōu)選地是或包含碳層。碳層優(yōu)選地包含在厚度方向上部分被壓縮的石墨膨脹材料。碳層例如可以是或包含石墨箔。
110、扁平的熱分布元件的在扁平面上比在厚度方向上大的比導(dǎo)熱率在本發(fā)明的范圍內(nèi)是特別有利的，因?yàn)閬?lái)自熱失控的電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的大量的熱基本上以點(diǎn)狀的方式作用到保護(hù)元件的表面上，然后尤其分布在扁平面中。因此，層結(jié)構(gòu)中的緊鄰的材料可以暴露于顯著較低的熱負(fù)荷峰值。由此，對(duì)于層結(jié)構(gòu)中的緊鄰材料可以使用輕且低加工成本的塑料，其可能難以應(yīng)對(duì)由熱失控引起的熱負(fù)荷。
111、碳層的碳、尤其是石墨箔的石墨的高耐熱性尤其也可以有利于保護(hù)元件的耐受性。
112、當(dāng)熱分布元件是或包含金屬層和/或碳層時(shí)，熱分布元件尤其還可以提供關(guān)于emv的優(yōu)點(diǎn)。
113、可以特別有利的是，保護(hù)元件是多層的保護(hù)元件。
114、尤其地，在熱方面可承受較低負(fù)荷的并且低成本的材料可以有利地用于通過(guò)保護(hù)層和由保護(hù)層所包括的保護(hù)材料進(jìn)行熱屏蔽的層中。
115、可以特別有利的是，多層的保護(hù)元件包括與以下層中的至少一者、例如至少兩者呈層狀復(fù)合的保護(hù)層：
116、-增強(qiáng)層，
117、-附接層，
118、-膨脹層，
119、-熱分布層。
120、增強(qiáng)層可以優(yōu)選地包括纖維增強(qiáng)層、例如單向的纖維增強(qiáng)層。
121、單向可以尤其意味著，纖維基本上彼此平行地伸延。這可以優(yōu)選地意味著，所有纖維延伸的方向相對(duì)于彼此形成小于30°、尤其是小于20°、例如小于15°的角度。
122、纖維增強(qiáng)層、例如單向的纖維增強(qiáng)層可以優(yōu)選地包括單向帶(ud帶)和/或有機(jī)板材。
123、替選地或附加地，增強(qiáng)層可以包括金屬層。金屬層可以優(yōu)選地包含金屬板材。因此，增強(qiáng)層尤其還可以提供關(guān)于emv的優(yōu)點(diǎn)。
124、附接層可以優(yōu)選地包括黏性材料、例如粘合劑。
125、膨脹層可以包含本文所述的膨脹區(qū)。膨脹層尤其可以是包含本文所述的膨脹區(qū)的膨脹層。膨脹區(qū)可以優(yōu)選地包含在熱作用下可膨脹的、本文所述的膨脹材料。
126、熱分布層例如可以是包含本文所述的熱分布元件的熱分布層。
127、可以特別有利的是，多層的保護(hù)元件包括與熱分布層呈層狀復(fù)合的保護(hù)層。
128、可以特別有利的是，多層的保護(hù)元件包括與熱分布層和增強(qiáng)層呈層狀復(fù)合的保護(hù)層?？梢苑浅Ｌ貏e有利的是，熱分布層布置在保護(hù)層和增強(qiáng)層之間。尤其地，由熱分布層所包括的熱分布元件的在熱分布元件的扁平面中的比導(dǎo)熱率可以大于在厚度方向上的比導(dǎo)熱率。為此，熱分布元件尤其可以包含石墨箔。這是特別有利的，因?yàn)榭梢砸虼嗽谠鰪?qiáng)層中也使用耐熱性較低的材料。
129、該目的通過(guò)根據(jù)與此相關(guān)的技術(shù)方案的根據(jù)本發(fā)明的能量存儲(chǔ)裝置得以實(shí)現(xiàn)。
130、能量存儲(chǔ)裝置包括電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元。其優(yōu)選地包括多個(gè)電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元。
131、能量存儲(chǔ)裝置包括本文所述的保護(hù)元件。
132、保護(hù)元件在電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元處、優(yōu)選地在多個(gè)電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的至少一部分處、例如在所有電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元處布置成，使得在熱失控時(shí)可能從電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元或從電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元中的至少一者中逸出的熱氣體流撞擊到保護(hù)元件的表面上。
133、電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的護(hù)套優(yōu)選地具有柔性區(qū)。優(yōu)選地，柔性區(qū)中的護(hù)套能夠在熱失控時(shí)彎曲，使得所產(chǎn)生的熱氣體能夠以受控的方式沿預(yù)定方向通過(guò)柔性區(qū)泄漏。
134、優(yōu)選地，多個(gè)電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的護(hù)套或所有電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的護(hù)套可以具有柔性區(qū)。
135、優(yōu)選地，能量存儲(chǔ)裝置中的電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的柔性區(qū)可以面向保護(hù)元件的表面。
136、可以特別有利的是，保護(hù)元件包括本文所述的膨脹區(qū)。
137、保護(hù)元件可以是包括本文所述的膨脹區(qū)的保護(hù)元件。
138、優(yōu)選地，保護(hù)元件可以在電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元處布置成，使得由電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的熱失控引起的膨脹在保護(hù)元件的厚度方向上將電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元與保護(hù)元件之間的初始距離減小至少15％、優(yōu)選地至少25％、例如至少40％。
139、電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元與保護(hù)元件之間的初始距離尤其是在熱失控之前、即在保護(hù)元件在厚度方向上發(fā)生膨脹之前存在于電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元與保護(hù)元件之間的距離。
140、據(jù)信，由熱失控引起的在厚度方向上的膨脹可以使得所釋放的熱氣體的較高的份額能夠被接納到保護(hù)元件中和/或使得導(dǎo)熱阻力增加，由此可以使熱失控難以擴(kuò)散到相鄰的電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元上或防止熱失控?cái)U(kuò)散到相鄰的電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元上。
141、在這種情況下，膨脹區(qū)可以提供特別的優(yōu)點(diǎn)，即最初可以在電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元與保護(hù)元件之間設(shè)置相對(duì)較大的距離。由此尤其可以得到較多的用于引導(dǎo)調(diào)溫流體的空間，其可以在常規(guī)運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的高效的調(diào)溫。
142、電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元與保護(hù)元件之間的相對(duì)較大的初始距離將促進(jìn)熱氣體朝向相鄰的電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的不期望的蔓延，該熱氣體在熱失控時(shí)可能從電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元中被釋放。在這方面，膨脹區(qū)可以有所幫助。有針對(duì)性地由熱氣體引起在保護(hù)元件的厚度方向上的膨脹。因此優(yōu)選地，只有熱氣體可以被保護(hù)元件接納，而調(diào)溫流體可以在所引起的膨脹之前在常規(guī)運(yùn)行中在電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元和保護(hù)元件之間流動(dòng)。
143、此外，電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元與保護(hù)元件之間較大的初始距離可以為一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元提供用于電接觸的較多的安裝空間。
144、所提及的調(diào)溫流體可以是氣態(tài)的。
145、能量存儲(chǔ)裝置可以具有冷卻區(qū)。優(yōu)選地，冷卻流體、例如冷卻液體在冷卻區(qū)中與一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的表面接觸。表面可以分別是相應(yīng)的電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的護(hù)套的表面。冷卻區(qū)可以通過(guò)屏障與位于一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元和保護(hù)元件之間的空間劃界。
146、可以特別有利的是，能量存儲(chǔ)裝置包括殼體。
147、保護(hù)元件可以形成殼體的至少一部分或布置在殼體的至少一部分與一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元之間。
148、該目的通過(guò)根據(jù)與此相關(guān)的技術(shù)方案的根據(jù)本發(fā)明的交通工具得以實(shí)現(xiàn)。
149、機(jī)動(dòng)交通工具包括用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)交通工具的電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元。機(jī)動(dòng)交通工具優(yōu)選地可以包括多個(gè)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)交通工具的電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元。
150、機(jī)動(dòng)交通工具包括本文所述的保護(hù)元件。機(jī)動(dòng)交通工具可以包括多個(gè)保護(hù)元件、例如多個(gè)本文所述的保護(hù)元件。
151、本文所述的由機(jī)動(dòng)交通工具所包括的保護(hù)元件在電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元處布置成，使得由電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的熱失控引起的膨脹可以在保護(hù)元件的厚度方向上將電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元與保護(hù)元件之間的初始距離減少至少15％、優(yōu)選地至少25％、例如至少40％。
152、由此可以得到已經(jīng)結(jié)合能量存儲(chǔ)裝置所描述的效果和優(yōu)點(diǎn)。
153、保護(hù)元件可以有利地是機(jī)動(dòng)交通工具的底盤和/或車身的組成部分。
154、由此，可以省略在本文所述的能量存儲(chǔ)裝置的情況下說(shuō)明的殼體或殼體的一部分。尤其地，作為機(jī)動(dòng)交通工具的底盤和/或車身的組成部分的保護(hù)元件可以承接殼體或殼體的一部分的作用。
155、當(dāng)保護(hù)元件是機(jī)動(dòng)交通工具的底盤和/或車身的組成部分時(shí)，在保護(hù)層中，優(yōu)選地保護(hù)材料、例如保護(hù)纖維的至少一部分被嵌入塑料、優(yōu)選地?zé)崴苄运芰现小?/p>
156、當(dāng)保護(hù)元件是機(jī)動(dòng)交通工具的底盤和/或車身的組成部分時(shí)，保護(hù)元件替選地或補(bǔ)充地可以包括增強(qiáng)層。增強(qiáng)層可以是或包括例如單向的增強(qiáng)層，優(yōu)選地單向帶、有機(jī)板材或金屬層。金屬層可以優(yōu)選地包含金屬板材。
157、當(dāng)然，結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)主題描述的特征也可以形成本文描述的根據(jù)本發(fā)明的另一主題的特征。根據(jù)本發(fā)明的主題在此尤其是保護(hù)元件、能量存儲(chǔ)裝置和機(jī)動(dòng)交通工具。
158、已經(jīng)可以證明，以下保護(hù)材料可以提供針對(duì)熱失控的電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的特別好的保護(hù)：
159、-碳纖維、也包括再循環(huán)的碳纖維，
160、-硅酸鹽玻璃纖維，
161、-玄武巖纖維，
162、-芳族聚酰胺纖維。
163、在可與熱失控的鋰離子電池電芯比較的條件下對(duì)根據(jù)本發(fā)明的和非根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)元件樣品進(jìn)行測(cè)試。
164、在非根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)元件樣品中觀察到穿透式燃燒。樣品本體背側(cè)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到超過(guò)800℃的溫度。
165、根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)元件包含附加的再循環(huán)的碳纖維。在其他方面相同的測(cè)試條件下未觀察到穿透式燃燒。樣品本體背側(cè)的溫度上升了小于300k。